DE69420990T2

DE69420990T2 - Optische Steckerhülse mit Klebstoff-Füllung

Info

Publication number: DE69420990T2
Application number: DE69420990T
Authority: DE
Inventors: Makoto Honjo; Hiroshi Katsura; Tomohiko Ueda; Toru Yamanishi
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1993-02-02
Filing date: 1994-02-01
Publication date: 2000-03-09
Anticipated expiration: 2014-02-02
Also published as: EP0609841B1; US5422971A; DK0609841T3; EP0609841A3; DE69420990D1; EP0609841A2; CA2114689C; CA2114689A1

Description

Diese Erfindung betrifft einen optischen Vielfaser-Zwingenstecker, in dem die optischen Fasern mittels eines Klebstoffes am optischen Zwingenstecker fixiert sind.
Die allgemeine Form eines optischen Zwingensteckers, insbesondere eines optischen Vielfaser-Zwingensteckers ist in Fig. 1 gezeigt. Nachdem beispielsweise ein optisches Faserkabel mit vier optischen Fasern in eine Aufnahmeöffnung 5 für ein optisches Faserkabel eingeführt wird, und jede der Fasern in eine Aufnahmeöffnung 4 für eine optische Faser eingeführt wird, wird ein epoxyartiges, warmhärtendes Klebemittel 8 in eine Klebereinführöffnung 2 eingeführt. Im allgemeinen enthält ein optisches Faserkabel bis zu 1000 optische Fasern. Der Kleber 8 härtet bei etwa 80ºC, so daß die optische Faser an der Zwinge 1 fixiert ist. Danach wird der Endbereich der Zwinge verschliffen, um einen optischen Stecker zu bilden. Wie gezeigt ist, sind mehrere Fixierstift-Aufnahmeöffnungen 3 zum Aufnehmen von Fixierstiften, um eine Verbindung zu weiteren optischen Steckern herzustellen, vorgesehen. Fig. 2 ist ein Querschnitt entlang der Linie II-II aus Fig. 1, wobei der Kleber 8 in die Klebereinführöffnung 2 eingeführt wurde. Der Kleber muß eine geringe Viskosität, um die Öffnungen 4 für die optischen Fasern bis zum Rand aufzufüllen, und einen hohen Härtegrad aufweisen, um die optische Faser fest zu fixieren, wenn die Zwinge 1 verschliffen wird.
Weiterhin wird konventionellerweise der verwendete warmhärtende, epoxyartige Kleber so gewählt, um Widerstandsfähigkeit gegenüber Chemikalien oder ähnlichem zu liefern. ("Optoronics" Nr. 3, Seiten 103 bis 106, veröffentlicht 1991)
Insbesondere reicht bei konventionellen Klebern der Koeffizient der linearen Ausdehnung von 5,0 · 10&supmin;&sup5; bis 1,0 · 10&supmin;&sup4; das Young-Modul von 500 bis 1000 kg/mm², die Aushärtetemperatur von 60ºC bis 100ºC, der Bindergehalt von 0 Gewichtsprozent bis 30 Gewichtsprozent, die Viskosität bei der Aushärtetemperatur von 100 cps bis 1000 cps (= mPa·s), der Partikeldurchmesser des Füllers von 0,1 um bis 100 um und die Rate der Aushärtungsschrumpfung von 1% bis 5%.
Der konventionelle Kleber zeigt allerdings das Problem bzw. die Probleme, daß die Zwinge verformt werden kann und daß die optische Faser durch die Kraft beim Schrumpfen des Klebers während des Abkühlens von der Aushärtetemperatur zur Raumtemperatur oder einer Schrumpfung nach der Aushärtung belastet wird, wodurch der Lichtdurchlässigkeitsverlust ansteigt.
Ein anderer Typ eines Zwingensteckers ist aus der EP-A-434 212 bekannt; dieser zeigt eine optische Faser, die in einer Bohrung der Zwinge durch einen thermoplastischen Kleber fixiert wird.
Als Folge einer Untersuchung der obigen Probleme wurde in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung erkannt, daß die Rate der Aushärtungsschrumpfung und das Young-Modul des Klebers klein sein müssen, um die Verformung der Zwinge zu verhindern und die Belastung der optischen Faser zu minimieren.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch einen optischen Vielfaser- Zwingenstecker mit den im Patentanspruch 1 ausgeführten Merkmalen gelöst.
Weitere Aufgaben, Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung wie auch die Funktionen zugehöriger Elemente des Aufbaus und die Kombinationen aus Bauteilen und die Wirtschaftlichkeit der Herstellung wird aufgrund der Betrachtung der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und der angefügten Patentansprüche mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen, die alle einen Teil dieser Anmeldung bilden, besser verständlich, wobei gleiche Referenzzeichen gleiche oder entsprechende Teile in den diversen Figuren bezeichnen.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht, die einen optischen Zwingenstecker darstellt;
Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie II-II aus Fig. 1; und
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht, die einen optischen Stecker zeigt, der gemäß der vorliegenden Erfindung unter Verwendung eines Klebers hergestellt worden ist.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgende detailliert beschrieben.
Im Kleber der vorliegenden Erfindung beträgt der Wert von (Aushärtungsschrumpfung (%)) · (Young-Modul (kg/mm²)) gleich 1000 oder weniger und insbesondere die Rate der Aushärtungsschrumpfung liegt vorzugsweise bei 1% oder weniger und vorzugsweise reicht das Young-Modul von 100 kg/mm² bis 1000 kg/mm². Da der Kleber der vorliegenden Erfindung einen kleinen Wert der Aushärtungsschrumpfung und des Young-Moduls aufweist, ist es unwahrscheinlich, daß der Kleber die Zwinge während des Aushärtens verformt und/oder daß der Kleber einen Lichtdurchlässigkeitsverlust durch Belastung der optischen Faser erhöht. Wenn das Young-Modul des Klebers der vorliegenden Erfindung größer als 100 kg/mm² ist, werden das Zwingenmaterial und die optische Faser belastet und verformen sich, und es ergibt sich somit ein Ansteigen des Lichtdurchlässigkeitsverlusts. Wenn weiterhin das Young-Modul des Klebers kleiner als 100 kg/mm² ist, ist dieser zu weich und kann die optische Faser nicht ausreichend befestigen, wenn die optische Faser verschliffen wird.
Die Anwesenheit eines Füllers im Kleber bewirkt, daß der Kleber einen niedrigen Wert an Aushärtungsschrumpfung aufweist. Der Füllergehalt ist vorzugsweise bei ungefähr 20 Gewichtsprozent bis 70 Gewichtsprozent. Im allgemeinen vergrößert der Füller aber die Viskosität des Klebers. Daher beinhaltet der Kleber vorzugsweise kugelförmige Füllerpartikel, deren Durchmesser von 0,1 um bis 1,0 um reicht, so daß der Kleber eine gute Fluiditität aufweist und bis an das Ende der Aufnahmeöffnungen für die optische Faser fließt. Ein größerer Durchmesser als 1,0 um trägt nicht zur Fluiditität bei. Ein Durchmesser kleiner als 0,1 um führt zu einer zu raschen Verbindung. Wenn weiterhin der Füllergehalt kleiner als ungefähr 20 Gewichtsprozent beträgt, ist es nicht möglich, die Aushärtungsschrumpfung und den Koeffizienten der linearen Ausdehnung zu verringern. Wenn der Gehalt größer als etwa 70 Gewichtsprozent ist, ist die Viskosität des Klebers zu groß.
Silikat, Kalziumcarbonat, Aluminiumoxid, Glimmer oder ähnliches werden vorzugsweise für den Füller des Klebers der vorliegenden Erfindung verwendet.
Die Viskosität des Klebers bei der Aushärtungstemperatur liegt vorzugsweise zwischen 50 cps und 2000 cps. Wenn die Viskosität kleiner als 50 cps ist, ist der Kleber zu flüssig und ist somit schwer zu verarbeiten.
Vorzugsweise ist der Kleber der vorliegenden Erfindung ein Kleber des Epoxy-Typs, des Silikon-Typs, des Acryl-Typs oder ähnliches.
Ein in Fig. 1 gezeigter optischer Vierfaser-Zwingenstecker wurde durch Fließformung geformt. Eine bandartig umhüllte optische Faser, in der vier optische Fasern parallel angeordnet sind, wurde in die Zwinge eingeführt, und jede der acht Arten von epoxyartigen in Tabelle I bezeichneten Kleber mit einem Füller, der ein Silikat umfaßt, wurde von einer Klebereinführöffnung 2 eingefüllt. Anschließend wurde bei 80ºC für eine Stunde lang ausgehärtet, um eine optische Faser zu kleben und zu fixieren. Anschließend wurde das Deformationsvolumen bei einer Wellenlänge von 1,3 um gemessen. Die Ergebnisse der Messungen sind in Tabelle I gezeigt.
Der Kleber mit einer Viskosität von weniger als 50 cps war so flüssig, daß es schwierig war, die optische Faser zu fixieren. Der Kleber mit einer Viskosität größer als 2000 cps ist nicht bis zum Ende des Einfuhrlochs bzw. Einfuhrlöcher für die optische Faser ge flossen. Weiterhin wurde ein Füller mit Füllerpartikeln, die einen Durchmesser von 0,1 um bis 1,0 um erreichten, verwendet, so daß die Aushärtungsschrumpfung geringer als 0,1 um und die Viskosität kleiner als 2000 cps war.

Vergleichsbeispiel 1

Ein in Fig. 1 gezeigter optischer Vierfaser-Zwingenstecker wurde durch Fließformen wie in der Ausführungsform 3-1 geformt. Eine bandartig ummantelte optische Faser, in der vier optische Fasern parallel angeordnet waren, wurden in die Zwinge eingeführt, und ein Kleber des Epoxy-Typs mit einem alopatikaminartigen Aushärtemittel wurde gemischt und von einer Klebereinführöffnung 2 eingeführt. Anschließend wurde bei 80ºC für 2 Stunden ausgehärtet und auf Raumtemperatur abgekühlt, um einen in Fig. 3 gezeigten optischen Stecker zu bilden. Das Deformationsvolumen dieses Steckers war geringer als 0,5 um und der Lichtdurchlässigkeitsverlust des Steckers war geringer als 0,3 dB.
Wie oben beschrieben wurde, ist entsprechend der vorliegenden Erfindung, da der Wert von (Rate der Aushärtungsschrumpfung (%)) · (Young-Modul (kg/mm²)) mindestens 1000 ist, das Deformationsvolumen der Zwinge während des Aushärtens gering und die optische Faser wird einer geringen Belastung ausgesetzt, so daß ein Verlust an Lichtdurchlässigkeit verhindert wird.
Weiterhin fließt der Kleber, da der Füller des Klebers einen kleinen Durchmesser hat und die Viskosität des Klebers von 50 cps bis 2000 cps reicht, in ausreichender Weise ans Ende der Einführöffnung für die optische Faser und er hat eine genügende Härte, so daß die optische Faser während des Verschleifens nicht gebrochen wird.
Es wurde somit demonstriert, daß die Aufgabe dieser Erfindung vollständig und effizient gelöst wurde. Es ist jedoch zu berücksichtigen, daß die vorhergehenden bevorzugten Ausführungsformen zum Zwecke der Illustrierung der strukturellen und funktionalen Prinzipien der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben wurden und einer Änderung unterworfen sein können, ohne von diesen Prinzipien abzuweichen. TABELLE I

Claims

1. Optischer Vielfaser-Zwingenstecker mit einer Klebereinführöffnung (2) zur Herstellung einer Verbindung zu den optischen Fasern und zur Füllung mit einem Kleber zum Verbinden und Fixieren der optischen Fasern an der Zwinge, wobei der Kleber ein aushärtender und hart werdender Klebertyp ist und einen Wert des Produkts der Rate der Aushärtungsschrumpfung in % · das Young-Modul (kg/mm²) ≤ 1000 aufweist, wobei die Rate der Aushärtungsschrumpfung gleich oder kleiner als ungefähr 1% ist, und wobei eine Viskosität des Klebers bei einer Aushärtetemperatur von ungefähr 50 mPa·s (50 cps) bis ungefähr 2000 mPa·s (2000 cps) beträgt.

2. Optischer Zwingenstecker gemäß Anspruch 1, wobei das Young-Modul von ungefähr 100 kg/mm² bis ungefähr 1000 kg/mm² reicht.

3. Optischer Zwingenstecker gemäß Anspruch 2, wobei der Kleber einen Fülleranteil von ungefähr 20 Gewichtsprozent bis ungefähr 70 Gewichtsprozent enthält.

4. Optischer Zwingenstecker gemäß Anspruch 3, wobei ein Körnungsdurchmesser des Füllers im Bereich von ungefähr 0,1 um bis ungefähr 1,0 um liegt.